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復合管管端堆焊Inconel625合金工藝及性能研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-04-03
Inconel625合金復合管管端堆焊的工藝過程及性能測試進行研究，目的是能更好地將該技術應用在實際生產中。
復合管對接焊的難點在于避免基層低碳鋼對不銹鋼的污染使得不銹鋼焊縫的耐腐蝕性下降，采用對接焊前先在管端堆焊耐蝕合金層的工藝方法，可以大大降低復合管對接焊的難度，保證焊縫的耐蝕性能。目前國內外對復合管管端堆焊技術都有研究，但都局限在研究階段，并未將該技術應用在實際生產中。本文就復合管管端堆焊的工藝過程及性能測試進行研究，目的是能更好地將該技術應用在實際生產中。
復合管基管規格為φ219.1mm×14.3mm，材料為X65鋼；襯管規格為φ186mm×3mm，材料為316L不銹鋼。根焊及堆焊層所用焊絲為φ1.2mm的Inconel625合金。
復合管管端堆焊過程包含以下三個步驟：
(1)坡口加工：采用機械加工方法，在坡口機上將待堆焊的復合管端部去除長為60~70mm的不銹鋼內襯管；然后將基管內側由外至內加工成一向內傾斜的坡口，坡口的傾斜角度為3°~8°。
(2)根焊及堆焊：根焊及堆焊前基體表面采用丙酮進行焊前清理，采用鎢極氬弧焊機在坡口根部進行手工氬弧焊根焊，根焊時電流為150~170A，焊接速度為55~70mm/min，保護氣體(Ar)流量為10~20L/min；根焊后復合管進行水平固定，采用自動堆焊機從根焊處開始由內至外進行堆焊并形成多層堆焊層，堆焊時焊接方向為螺旋線方向，焊道擺寬為10~15mm，焊接電流為170~200A，焊接電壓為20~25A，平均熱輸入量為3~5kJ，保護氣體(Ar)流量為10~20L/min，層間溫度控制在50~70℃，旋轉速度(工裝頻率)為35~45Hz，共堆焊5~10道、2~3層，道與道之間的搭接量為30%~50%；堆焊結束后堆焊層內壁高度不低于不銹鋼內襯管的內表面高度且其外端口高度不低于不銹鋼內襯管的外端口高度，焊后用不銹鋼刷進行打磨拋光。
(3)焊后處理：采用機械加工方法，在坡口機上對堆焊層的內壁和外端口進行處理，使得堆焊層的內壁與不銹鋼內襯管的內壁相平齊并且將堆焊層的外端面處理為平端口。
通過對復合管管端堆焊的工藝試驗及性能測試，成功地將復合管管端自動堆焊技術應用在實際生產中，并獲得了合理的工藝參數范圍。堆焊后堆焊層與基層呈致密的冶金結合，界面處未出現氣孔、裂紋及熔合不良等冶金缺陷。堆焊后堆焊層的化學成分滿足標準要求，在界面處未產生嚴重的化學元素擴散，堆焊層及基層內主要化學成分分布均勻，堆焊后未影響到基層的性能，同時也能保證堆焊層的耐蝕性能。堆焊層的硬度值高于基層，在堆焊層內部和基層內部硬度值分布較均勻。堆焊層內為柱狀樹枝奧氏體組織，晶粒非常細小；基層熱影響區晶粒較基層發生略微長大。
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